電能質量在線監測設備是電網電能質量監督檢測網絡最基本也是最主要的設備，目前市場上銷售和使用的國內外生產的電能質量部分指標(如諧波、不平衡度等)的監測設備，大都不能完全適應我國電網電能質量監督管理的實際需求。河北省南部電網在1996年開始陸續安裝諧波在線監測裝置，初期的裝置在數據存儲、數據傳輸和后臺統計分析的功能方面都存在較多的問題。為適應電能質量監督日益發展的需要，根據幾年的運行經驗和體會，開發研制了數字式電能質量在線監測終端。 

　　新型的數字電能質量在線監測裝置具有按國標要求采集電能質量各項參數、在線長時間工作的可靠性高、現場操作方便實用、可與中心站通訊等功能;同時，還可長時間記錄、存儲數據且讀取數據方便。該裝置采用與國外最新產品同等的DSP數字信號處理器和高速多路AD同采技術，在數據處理與顯示存儲上采用PC104工控機，功能強、便于操作與軟件升級。? 

　　1 功能與構成 ? 

　　電網電能質量監測系統由電能質量監測終端、中心站及分析軟件組成。? 

　　1.1 電能質量監測終端? 

　　輸入三相電壓100V、三相電流5A或1A進行數據信號處理，采用FFT計算出各次諧波電壓、電流的幅值及相角。計算不平衡電壓、電流，計算三相電壓、電流、電壓合格率、頻率、有功功率、無功功率及功率因數等技術數據并顯示。負責數據的處理、存儲以及與中心站之間的通訊連接和數據傳輸，形成變電站報表。 

　　電能質量監測終端的主要功能如下。? 

　　a.輸入信號為TV、TA二次側三相電壓(100V)、三相電流(5A或1A)。 
　　b.帶有公話MODEM接口，可以在中心站方便地撥號連接接收數據。 
　　c.大屏幕(320×240)背光LCD圖形顯示。 
　　d.中文圖形(頻譜圖、波形圖、曲線圖、向量圖)操作界面。 
　　e.終端可存儲超過一年的數據，存儲數據為3min或5min一組數據包。 
　　f.帶有局域網連接接口，可用筆記本電腦在現場抄錄數據。 
　　g.多參數綜合測量，實時定點報警，可設定參數值、參數報警狀態。 
　　h.諧波電壓、電流，負序電壓、電流超限報警出口繼電器。? 

　　1.2 中心站及分析軟件 

　　中心站通過調制解調器或網絡接受處理器的數據，進行統計分析，形成文件、報表及曲線，并可顯示數據和圖形(如頻譜圖、波形圖、曲線圖、向量圖等)。它可以管理多臺電能質量監測終端，對收集到的數據進行分析與處理，可以對某一時段或某一事件過程時段的電能質量進行分析、形成報表，自動形成日、月和年報表，自動找出諧波含有率超標的時段與線路，計算電壓合格率與供電可靠性。 

　　中心站為客戶機——服務器方式，數據存放在服務器的數據庫中，可以方便地調用與查詢。 

　　2 主要技術指標? 

　　2.1 測量項目 

　　該裝置采用(220±15%)Vac或[(220 +10%)～(220-15%)]Vdc 電源，可測量的項目包括：電壓、電流、頻率，電壓合格率，有功功率、無功功率、視在功率、功率因數，電壓不平衡度、電流不平衡度， 諧波電壓、諧波電流(至31/50次或更高)、諧波相位、諧波功率、畸變率等。? 

　　2.2 測量精度 

　　電壓測量：±0.2%? 
　　電流測量:±0.2%? 
　　電壓不平衡度測量誤差：≤0.2%? 
　　電流不平衡度測量誤差：≤1%? 
　　頻率測量：47～53 Hz，精度為±0.01Hz(50Hz)? 
　　信號轉換精度：14bit ? 
　　采樣頻率：8kHz/通道? 

[$page]　　3 電能質量監測終端軟/硬件構成? 

　　電能質量監測終端的硬件由 TA/TV及信號預處理、DSP處理器、PC104 工控機、PC104與DSP并行通訊ISA總線并行擴展、調制解調器、LCD顯示器(VGA單色帶背光)、網絡適配器、電源等構成。 

　　電能質量監測終端的軟件由DSP軟件和PC104軟件構成。? 

　　3.1 DSP軟件? 

　　3.1.1 DSP原理? 

　　監測終端采用TI公司的320C2XX系列的TMS320F240芯片，考慮到該芯片內部存儲容量有限，在DSP部分擴展了高速SRAM和EEPROM。系統最終設計需要在每個工頻周期內采集1024個點(6路同采)，需要進行1 024點的6路基2 FFT變換計算，并傳送至PC104處理單元，這樣就需要較快的時鐘頻率，在本裝置中DSP的內部時鐘近40MHz。?